TrustNote

TrustNote:マイニング可能な有向非巡回グラフベース分散型台帳と開発プラットフォーム

最近のデロイトの調査は、GitHubで利用できるメタデータを用いてブロックチェーン開発の趨勢を理解しようとする初の実証的な試みのように思われます。GitHubは世界のブロックチェーンコミュニティにとって最重要の諸プロジェクトをホスティングする最大のソフトウェア協力プラットフォームです。

報告書では86,000超のブロックチェーンプロジェクトの分析を通じて、ブロックチェーン開発の大半が実施されている上位5都市のうち、ニューヨークのプロジェクトでは予想どおり金融サービスに焦点が当てられている事実が明らかになりました。そこではスケーラビリティがことのほか高い優先順位をもつように見えます。また、北京と上海も活動レベルが高く、これらの都市ではほとんどのプロジェクトが暗号通貨と暗号通貨取引所に関わるもので、やはりスケーラビリティに大きな重点が置かれます。

ブロックチェーンのスケーラビリティがこれほどに重視される理由。
ブロックチェーンアプリケーションの現時点の性能は、主流のアプリケーションと比べてはるかに劣っています。

例えば、Bitcoinの現在のブロックサイズは、2015年末に50GBだったものが、2018年2月に155GBをわずかに上回ったにすぎません。Visaは毎秒5万件以上のトランザクションを処理できますが、BitcoinとEthereumはそれぞれ毎秒約3~7件と15件のトランザクションしか処理できません。

Bitcoinのような世界では、ブロックサイズの上限とコンセンサスメカニズムがボトルネックを生み出し、トランザクション手数料の上昇や、ブロックにはめ込むことのできないトランザクションの処理遅延が起こります。同時に発生するトランザクション数が増加すると、状況は悪化するだけです。さらに、仮に各トランザクションのサイズが1Kバイトで、すべてのトランザクションをブロックチェーンに組み入れる必要があるとすると、Visaのようなアプリケーションでは、1時間足らずでBitcoinのブロックチェーンサイズの2倍に達します。

これらの問題に対処するために、Bitcoinの開発者コミュニティはブロックサイズの拡大、Segwit、ライトニングネットワークなどの解決策を案出してきました。しかし、残念ながら、そのいずれも完璧なものではありませんし、コミュニティの全面的な合意に達したものもありません。これが何を意味するかというと、多数の広く散ったステークホルダーと相互作用してトランザクションを行うブロックチェーンアプリケーションを開発する際には、なんらかの形でスケーラビリティの問題に対処する必要が生じてきます。

ブロックチェーンの代替:有向非巡回グラフ(DAG)ベースの台帳技術
古典的なBitcoinなどのブロックチェーン技術では、常に新規トランザクションはブロックへとグループ化され、マイナーが検証し、その後に台帳に追加されます。追加は最初のマイナーが数学パズルを解いた後に初めて起こります。このようなシステムでは、処理能力とトランザクション時間は、ブロックサイズや各新規ブロックの生成に要する時間による制限を受けます。


ブロックチェーン:ブロックの鎖(出典:ウィキペディア)

DAGベースの台帳技術では、それぞれの新規トランザクションは以前のトランザクションを1つ以上確認します。トランザクションはグラフ内の「ユニット」として表され、ブロックへとグループ化されることはありません。ブロックが存在しないので、ブロックサイズの問題も存在しません。トランザクションの検証から枝選択と二重支払い検出を切り離すことにより、また、ノー​​ドがトランザクションを並行的に検証できるようにすることで、理論的には、DAG台帳は無限のスケーラビリティを実現できます。


有向非巡回グラフ(出典:Trustnote.org)

2016年以来、新規プロジェクトが古典的なBitcoin様の台帳システムに代えてDAG台帳を採用し、大いに予想される高頻度取引シナリオに対応し始めました。IOTAやByteballなどのプロジェクトはいくらかの成功を見ています。

しかし、マイナス面として、DAG台帳は高頻度取引はサポートしますが、低頻度取引では、古いトランザクションは検証と参照のための新規トランザクションを十分に得ることができません。その結果として、古いトランザクションを時間内に確認することができず、極端な場合には、トランザクションは永久に確認されないかもしれません。

IOTAはコーディネーターという一時的な集中型アクターを提案しました。これはトランザクション量が少ない場合にネットワークを保護するために利用されますが、IOTAはこのコーディネーターの設計の詳細を開示していません。Byteballはウィットネスを導入し、(ByteBallの主任開発者が運用する)ウィットネスの認証によりトランザクションを確認しています。ユーザーにはウィットネスの選択権が与えられているとByteballは主張しますが、そうしようとしても、トランザクション値づけルールのためにユーザーがウィットネスを変更するのは非常に難しくなっています。

TrustNoteの新たなアプローチ:PoW + DAG

プルーフ・オブ・ワーク + DAG台帳

IOTAやByteballなど現在のDAG台帳のほとんどは、マイニングのようなインセンティブを有していません。プルーフ・オブ・ワークに基づくインセンティブがなければ分散型コンセンサスの実現ははるかに困難になり、根拠となるコンセンサスが弱まる事態が多く認められます。

TrustNoteでは、DASHの2階層ネットワークアーキテクチャにインスピレーションを得て、通常利用されるDAGコンセンサスモデルを少しばかり先に進めます。その上にプルーフ・オブ・ワークに基づくコンセンサススキーム(TrustMEコンセンサス)を提案して、マイニングを通じた公正で信頼の置けるウィットネスノードの選択を推し進めます。

このメカニズムは基礎となるコンセンサスとTrustMEコンセンサスとからなります。DAGコンセンサスとしても知られる基礎コンセンサスでは、ノードは新規トランザクションユニットを検証し、以前のトランザクションユニットを参照する必要があります。TrustMEコンセンサスはTrustNoteプロトコルに固有の特徴で、認証者ユニット(各コンセンサスラウンドにおいてスーパーノードによって定期的に選出されるマイナーが生成する特別ユニット)が全ユニットの配置を厳密に決定することが要求されます。DAG台帳には確実なタイムスタンプ(あるいは、ブロック番号)がないため、ピアはトランザクションが一意の順序で生成されたことが保証されることになる、信頼の置ける情報源を必要とします。これによって、不正な分岐に由来するトランザクションが確認される事態や、二重支払い(同じ1つのデジタルトークンを2回以上使用できるという、デジタル通貨特有の問題)が防止されます。

あらゆるモノがつながっている

あらゆるモノがつながっている

チームのIoT開発の経験から学んだ教訓をもとに、トランザクション手数料を保存されるデータのサイズに等しくするのが適切なアプローチだと、TrustNoteは考えています。モノのインターネットとできる限り多くのデバイスタイプをサポートするために、ウォレット設計の多様なアーキテクチャと多種類のノードプロトコルを開発しました。

スーパーノード:スーパーノードはPC、サーバー、クラウドホストやマイニングシステムで稼働し、優れたリソースを擁し、一定数のトークンを保持し、行儀の良い履歴を記録に残します。スーパーノードはマイクロノードをホスティングできます。マイナーは、各コンセンサスラウンドにおいてスーパーノードにより定期的に選出されます。
フルノード:フルノードは、台帳の完全なコピーを保存し、マイニング作業への参加を除いて、すべてのルールを完全に遵守させます。
ライトノード:ライトノードは、完全なコピーではなく軽量の台帳を保存します。ライトノードは保守が容易で、スマートフォンやタブレットのサポートを念頭に置いています。
マイクロノード:マイクロノードには台帳は保存されず、トランザクションはスーパーノードに委託されます。マイクロノードは、組込みデバイスやIoTデバイスをサポートするように設計されています。
検証可能なスマートコントラクト

検証可能なスマートコントラクト


TrustNoteでは、Byteballの宣言型スマートコントラクトにインスピレーションを得て、高度な宣言型非チューリング完全スマートコントラクト
を利用します。これは複雑なアプリケーションのシナリオをサポートするとともに、セキュアなコントラクト開発の困難を大幅に減じます。ブロックチェーンの主流技術としての採用にとって、この問題が最大の障壁の1つになっていると、TrustNoteは考えています。また、TrustNoteでは、現在のスマートコントラクトシステムに内在する脆弱性を少なくするために、使用可能な言語を制限するのではなく、ランタイムシステムに制限を加える新たなアプローチを採用したいと考えています。

次は何か?
TrustNoteは2018年1月8日にプライベートトークンセールを完了しました。TrustNoteのトークン(TTT)は、2018年4月26日からBit-Z取引所で取引可能になっています。チームはTTTがより多くの暗号通貨取引所に上場されるよう取り組んでいますが、これはTTTが大衆レベルで採用されるようにするためです。

疑いなく、ブロックチェーンプロトコルの中核にはより優れた技術ソリューションが必要です。TrustNoteが行ってきたことは、時代遅れのブロックチェーンシステムの多くが直面している根底にある問題への確かな回答です。ブロックチェーンアプリケーションの大衆市場での採用が続くなかで、いわゆる第三世代のブロックチェーン技術プラットフォームは次のEthereumになるべく激しく争っていますが、レースに参戦しているこれらの企業のなかでもTrustNoteのアプローチは間違いなく、よりスケーラブルで高速、費用対効果の高いトランザクションへと至る道筋の先頭を走っていくでしょう!

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